(整理)薄膜太阳能电池种类

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薄膜太阳能电池分类

薄膜太阳能电池分类

薄膜太阳能电池分类21世纪初之前,太阳能电池主要以硅系太阳能电池为主,超过89%的光伏市场由硅系列太阳能电池所占领,但自2003年以来,晶体硅太阳能电池的主要原料多晶硅价格快速上涨,因此,业内人士自热而然将目光转向了成本较低的薄膜电池。

薄膜太阳电池可以使用在价格低廉的玻璃、塑料、陶瓷、石墨,金属片等不同材料当基板来制造,形成可产生电压的薄膜厚度仅需数μm,目前转换效率最高可达13%以上。

薄膜电池太阳电池除了平面之外,也因为具有可挠性可以制作成非平面构造其使用范围大,可和建筑物结合或是变成建筑体的一部份,使用非常广泛。

1.硅基薄膜电池硅基薄膜电池包括非晶硅薄膜电池、微晶硅薄膜电池、多晶硅薄膜电池,而目前市场主要是非晶硅薄膜电池产品。

非晶硅的禁带宽度为1.7eV,通过掺硼或磷可得到p型或n型a-Si。

为了提高效率和改善稳定性,还发展了p-i-n/p-i-n双层或多层结构式的叠层电池。

2.碲化镉(CdTe)薄膜电池碲化镉薄膜电池是最早发展的太阳电池之一,由于其工艺过程简单,制造成本低,实验室转换效率已超过16%,大规模效率超过12%,远高于非晶硅电池。

不过由于镉元素可能对环境造成污染,使用受到限制。

近年来美国FirstSolar公司采取了独特的蒸气输运法沉积等特殊措施,解决了污染问题,开始大规模生产,并为德国建造世界最大的光伏电站提供40MW 碲化镉太阳电池组件。

3.铜铟镓硒(CIGS)薄膜电池铜铟镓硒薄膜电池是近年来发展起来的新型太阳电池,通过磁控溅射、真空蒸发等方法,在基底上沉积铜铟镓硒薄膜,薄膜制作方法主要有多元分布蒸发法和金属预置层后硒化法等。

基底一般用玻璃,也可用不锈钢作为柔性衬底。

实验室最高效率已接近20%,成品组件效率已达到13%,是目前薄膜电池中效率最高的电池之一。

4.砷化镓(GaAs)薄膜电池砷化镓薄膜电池是在单晶硅基板上以化学气相沉积法生长GaAs薄膜所制成的薄膜太阳电池,其直接带隙1.424eV,具有30%以上的高转换效率,很早就被使用于人造卫星的太阳电池板。

薄膜太阳能电池种类

薄膜太阳能电池种类

薄膜太阳能电池种类薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术,相比传统的硅基太阳能电池,薄膜太阳能电池具有更轻薄、柔性、低成本等优点。

随着科技的不断进步,薄膜太阳能电池也在不断发展和演进。

本文将介绍几种常见的薄膜太阳能电池种类。

1. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)铜铟镓硒薄膜太阳能电池是目前应用最广泛的薄膜太阳能电池之一。

它是由铜(Copper)、铟(Indium)、镓(Gallium)和硒(Selenium)等元素组成的薄膜材料。

CIGS薄膜太阳能电池具有高光电转换效率、良好的低光照性能和较高的稳定性。

此外,CIGS 薄膜太阳能电池制造工艺简单,可采用卷绕式生产,适用于大规模生产。

2. 钙钛矿薄膜太阳能电池钙钛矿薄膜太阳能电池是近年来兴起的一种新型薄膜太阳能电池。

钙钛矿材料具有优异的光电转换效率,可以达到甚至超过传统硅基太阳能电池的效率。

钙钛矿薄膜太阳能电池制作工艺相对简单,可以采用喷涂、印刷等低成本制备技术。

然而,钙钛矿薄膜太阳能电池的稳定性仍然是一个挑战,需要进一步的研究和改进。

3. 有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池是一种利用有机半导体材料制作的薄膜太阳能电池。

有机薄膜太阳能电池具有柔性、轻薄、透明等特点,可以应用于更广泛的场景,如可穿戴设备、建筑外墙等。

有机薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单,可以采用印刷、喷涂等低成本的大面积制备技术。

然而,有机薄膜太阳能电池的光电转换效率相对较低,稳定性也有待提高。

4. 硒化镉薄膜太阳能电池硒化镉薄膜太阳能电池是一种利用硒化镉材料制作的薄膜太阳能电池。

硒化镉薄膜太阳能电池具有高光电转换效率和较好的稳定性。

硒化镉薄膜太阳能电池的制备工艺相对简单,可以采用蒸镉、蒸硒等方法制备。

然而,硒化镉薄膜太阳能电池的环境友好性存在争议,因为镉元素对环境有一定的污染风险。

总结一下,薄膜太阳能电池是太阳能电池技术的重要分支,具有轻薄、柔性、低成本等优点。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池、钙钛矿薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和硒化镉薄膜太阳能电池是其中的几种常见类型。

CIGS薄膜太阳能电池

CIGS薄膜太阳能电池
CIGS薄膜太阳能电池(diànchí)介绍
二、铜铟硒(CIS)薄膜太阳能电池(diànchí)介绍 三、铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池(diànchí)介绍
精品文档
一、第三代太阳能电池(diànchí) 学术界和产业界普遍认为太阳能电池(diànchí)的发展已经进入了
第三代。第一代为单晶硅太阳能电池(diànchí),第二代为多晶硅、非晶 硅等太阳能电池(diànchí),第三代太阳能电池(diànchí)就是铜铟镓硒 CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池(diànchí)及薄膜Si系太阳能 电池(diànchí)。
铜铟镓硒薄膜太阳能电池(diànchí)是多元化合物薄膜电池 (diànchí)的重要一员,由于其优越的综合性能,已成为全球光伏领域研 究热点之一。

硅基太阳能电池 主要:GaAs CdS CIGS


多元化合物薄膜

太阳能电池
料 的
有机聚合物太阳
目前,综合性能最好 的薄膜太阳能电池

能电池

纳米晶太阳能电池
• 大规模地成本发电站
• 1996年美国APS公司在美国加州建了一个400千瓦的 非晶硅电站,引起光伏产业振动。
• Mass公司(欧洲第三大太阳能系统(xìtǒng)公司)去 年从中国进口约5MWp的非晶硅太阳能电池。
• 日本CANECA公司年产25MWp的非晶硅太阳能电池大部 分输往欧洲建大型发电站(约每座500KWp-1000KWp)。
• 上海尤力卡公司曾在中国甘肃省酒泉市安装(ānzhuāng) 一套6500瓦非晶硅太阳能电站,其每千瓦发电量为 1300KWh,而晶体硅太阳电池每千瓦的年发电量约为 1100-1200KWh。非晶硅太阳电池显示出其极大的使用 优势。下图为该电站的现场照片,第一代非晶硅太阳 电池的以上优点已被人们所接受。2003年以来全世界 太阳能市场需求量急剧上升,非晶硅太阳电池也出现 供不应求的局面。

铜铟镓硒

铜铟镓硒

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池技术综述一、薄膜太阳电池概术铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池由于效率高、无衰退、抗辐射、寿命长、成本低廉等特点,是备受人们关注的一种新型光伏电池产品,经过近30年的研究和发展,其光电转化效率为所有已知薄膜太阳能电池中最高的。

而且其光谱响应范围宽,在阴雨天条件下输出功率高于其他任何种类太阳电池,因而成为最有前途的光伏器件之一。

铜铟镓硒CuInSe2(简称CIS)薄膜材料是属于Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族化合物直接带隙半导体,光吸收系数达到105量级,薄膜厚度约为1-2μm就能吸收太阳光,其禁带宽度为1.02eV。

通过掺入适量的Ga元素以代替部分的In,成为CuInSe2与CuGaSe2(简称CGS)的固溶半导体CuIn1-xGaxSe2(简称CIGS)。

CIGS电池在制作过程中,通过控制不同的Ga掺入量,其禁带宽度可在1.02-1.67eV范围内调整,这就为太阳能电池的带隙优化提供了很好的途径。

二、国内外研究现状(一)国外研究进展CIGS薄膜太阳电池材料与器件的实验室技术在发达国家趋于成熟,大面积电池组件和量产化开发是CIGS电池目前发展的总体趋势,而柔性电池和无镉电池是近几年的研究热点。

美国国家可再生能源实验室(NREL)在玻璃衬底上利用共蒸发三步工艺制备出最高效率达19.9%的电池。

这种柔性衬底CIGS太阳电池在军事上很有应用前景。

近期,CIGS小面积电池效率又创造了新的记录,达到了20.1%,与主流产品多晶硅电池效率相差无几。

美国NREL和日本松下电器公司在不锈钢衬底上制备的CIGS电池效率均超过17.5%;瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的科学家AyodhyaN.Tiwari领导的小组经过多年努力,完善了之前开发的柔性不锈钢衬底太阳能电池,实现了18.7%的效率。

由美国能源部国家光伏中心与日本“新能源和工业技术开发机构(NEDO)”联合研制的无镉CIGS电池效率达到18.6%。

薄膜太阳能电池及制造工艺

薄膜太阳能电池及制造工艺

05
制造工艺的应用与发展趋势
在光伏产业中的应用
薄膜太阳能电 池的应用:在 光伏发电、建 筑一体化、便 携式电子设备 等领域的应用
制造工艺的发 展趋势:提高 转换效率、降 低成本、提高 稳定性和可靠

薄膜太阳能电 池的优势:轻 便、柔性、可 弯曲、易于安
装和维护
制造工艺的创 新:采用新型 材料、改进生 产工艺、提高 生产效率和降
封装材料:选择 耐高温、耐腐蚀 、密封性好的封 装材料
基底处理
清洗:去除基底表面的灰尘、油污等杂质 打磨:使基底表面平整,提高附着力 活化:增加基底表面的活性,提高薄膜太阳能电池的性能 镀膜:在基底表面沉积薄膜太阳能电池所需的功能层
薄膜制备
薄膜沉积:采用化学气相沉积、 物理气相沉积等方法,在基底
特点:轻便、柔性、可弯曲、 易于安装和携带
分类:硅基薄膜太阳能电池、 铜铟镓硒薄膜太阳能电池、钙 钛矿太阳能电池等
应用领域:建筑、汽车、电子 设备、航天等领域
工作原理
薄膜太阳能电池 主要由半导体材 料制成,如硅、 砷化镓等。
太阳光照射到半 导体材料上,产 生电子-空穴对。
电子-空穴对在半 导体材料内部运 动,形成电流。
电流通过外部电 路,产生电能。
优缺点
优点:轻便、可弯曲、可折叠、 可粘贴
优点:易于安装和维护
缺点:能量转换效率较低
缺点:对环境敏感,易受温度、 湿度等环境因素影响
03
制造工艺流程
原材料选择
硅片:选择高质 量的硅片,保证 电池性能
导电浆料:选择 导电性好、稳定 性高的导电浆料
背电极材料:选 择导电性好、耐 腐蚀的背电极材 料
所需的图案
薄膜钝化:采用化学气相沉积、 物理气相沉积等方法,在半导 体薄膜表面沉积钝化层,以提

薄膜电池介绍1

薄膜电池介绍1

薄膜太阳能电池种类为了寻找单晶硅电池的替代品,人们除开发了多晶硅,非晶硅薄膜太阳能电池外,又不断研制其它材料的太阳能电池。

其中主要包括砷化镓III-V族化合物,硫化镉,碲化镉及铜锢硒薄膜电池等。

上述电池中,尽管硫化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。

砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。

砷化镓太阳能电池GaAs属于III-V族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,正好为高吸收率太阳光的值,与太阳光谱的匹配较适合,且能耐高温,在250℃的条件下,光电转换性能仍很良好,其最高光电转换效率约30%,特别适合做高温聚光太阳电池。

砷化镓生产方式和传统的硅晶圆生产方式大不相同,砷化镓需要采用磊晶技术制造,这种磊晶圆的直径通常为4—6英寸,比硅晶圆的12英寸要小得多。

磊晶圆需要特殊的机台,同时砷化镓原材料成本高出硅很多,最终导致砷化镓成品IC成本比较高。

磊晶目前有两种,一种是化学的MOCVD,一种是物理的MBE。

GaAs等III-V化合物薄膜电池的制备主要采用MOVPE和LPE技术,其中MOVPE方法制备GaAs薄膜电池受衬底位错,反应压力,III-V比率,总流量等诸多参数的影响。

GaAs(砷化镓)光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。

用GaAs作衬底的光电池效率高达29.5%(一般在19.5%左右) ,产品耐高温和辐射,但生产成本高,产量受限,目前主要作空间电源用。

以硅片作衬底,MOCVD技术异质外延方法制造GaAs电池是降用低成本很有希望的方法。

已研究的砷化镓系列太阳电池有单晶砷化镓,多晶砷化镓,镓铝砷--砷化镓异质结,金属-半导体砷化镓,金属--绝缘体--半导体砷化镓太阳电池等。

砷化镓材料的制备类似硅半导体材料的制备,有晶体生长法,直接拉制法,气相生长法,液相外延法等。

薄膜太阳能电池材料

薄膜太阳能电池材料

薄膜太阳能电池是一种相对传统的太阳能电池技术,采用薄膜材料作为光电转换层。

以下是几种常用的薄膜太阳能电池材料:
1. 硅薄膜太阳能电池(a-Si):硅薄膜太阳能电池使用非晶硅(amorphous silicon)作为光电转换层。

它具有较低的成本和较高的灵活性,可适应多种形状和表面。

然而,它的转换效率相对较低。

2. 铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS):铜铟镓硒薄膜太阳能电池使用铜(Cu)、铟(In)、镓(Ga)和硒(Se)等元素的化合物作为光电转换层。

它具有较高的转换效率和较好的光吸收性能,但制造过程较复杂。

3. 铜铟硒薄膜太阳能电池(CIS):铜铟硒薄膜太阳能电池使用铜(Cu)、铟(In)和硒(Se)等元素的化合物作为光电转换层。

它与CIGS材料相似,但在元素比例和晶体结构上略有不同。

4. 钙钛矿薄膜太阳能电池(Perovskite):钙钛矿薄膜太阳能电池使用钙钛矿材料作为光电转换层。

这种材料具有良好的光吸收性能和较高的转换效率,并且制造成本较低。

然而,
稳定性和耐久性是目前钙钛矿太阳能电池面临的挑战之一。

这些薄膜太阳能电池材料具有不同的特点和应用情况,选择适当的材料取决于具体的需求和预算。

此外,还有其他一些薄膜太阳能电池材料正在研究和开发中,以提高转换效率和降低成本。

多元化合物薄膜太阳能电池的分类

多元化合物薄膜太阳能电池的分类

多元化合物薄膜太阳能电池的分类多元化合物薄膜太阳能电池可根据其结构和材料的不同进行分类。

本文将介绍几种常见的多元化合物薄膜太阳能电池,并对其特点和应用进行详细阐述。

一、有机-无机杂化太阳能电池有机-无机杂化太阳能电池是一种采用有机半导体和无机半导体材料相结合的太阳能电池。

这种电池的有机半导体材料可实现低成本、可溶性和柔性加工,而无机半导体材料能够提供较高的载流子迁移率和稳定性。

有机-无机杂化太阳能电池的光电转换效率较高,可达到10%以上。

此外,由于其材料的可溶性和柔性加工性,该电池可以在柔性器件上实现大面积的制备,具有很大的应用潜力。

二、全无机薄膜太阳能电池全无机薄膜太阳能电池是指电池中所有材料均为无机材料的太阳能电池。

常见的全无机薄膜太阳能电池有硒化铜铟镓(CIGS)太阳能电池和硒化铅(PbS)太阳能电池。

CIGS太阳能电池具有高光电转换效率和较好的稳定性,是目前较为成熟的太阳能电池技术之一。

而PbS太阳能电池则具有较宽的光谱响应范围和较高的光电转换效率。

全无机薄膜太阳能电池在低成本、高效率和长寿命等方面具有优势,是未来太阳能电池的发展方向之一。

三、有机薄膜太阳能电池有机薄膜太阳能电池是一种采用有机分子材料作为光吸收层的太阳能电池。

有机薄膜太阳能电池具有制备简单、柔性加工、低成本等优点。

然而,由于有机材料的载流子迁移率较低,因此其光电转换效率较低,目前一般在5%左右。

有机薄膜太阳能电池的研究重点主要集中在提高光电转换效率和稳定性方面,以期实现商业化应用。

四、钙钛矿太阳能电池钙钛矿太阳能电池是一种新兴的太阳能电池技术。

钙钛矿材料具有良好的光吸收特性和较高的电子迁移率,使得钙钛矿太阳能电池具有较高的光电转换效率。

此外,钙钛矿材料制备方法简单,成本较低。

然而,钙钛矿太阳能电池的稳定性仍然是一个挑战,需要进一步的研究和改进。

多元化合物薄膜太阳能电池具有不同的分类。

有机-无机杂化太阳能电池、全无机薄膜太阳能电池、有机薄膜太阳能电池和钙钛矿太阳能电池都是目前研究较为活跃的领域。

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薄膜太阳能电池种类为了寻找单晶硅电池的替代品,人们除开发了多晶硅,非晶硅薄膜太阳能电池外,又不断研制其它材料的太阳能电池。

其中主要包括砷化镓III-V族化合物,硫化镉,碲化镉及铜锢硒薄膜电池等。

上述电池中,尽管硫化镉薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代。

砷化镓III-V化合物及铜铟硒薄膜电池由于具有较高的转换效率受到人们的普遍重视。

砷化镓太阳能电池GaAs属于III-V族化合物半导体材料,其能隙为1.4eV,正好为高吸收率太阳光的值,与太阳光谱的匹配较适合,且能耐高温,在250℃的条件下,光电转换性能仍很良好,其最高光电转换效率约30%,特别适合做高温聚光太阳电池。

砷化镓生产方式和传统的硅晶圆生产方式大不相同,砷化镓需要采用磊晶技术制造,这种磊晶圆的直径通常为4—6英寸,比硅晶圆的12英寸要小得多。

磊晶圆需要特殊的机台,同时砷化镓原材料成本高出硅很多,最终导致砷化镓成品IC成本比较高。

磊晶目前有两种,一种是化学的MOCVD,一种是物理的MBE。

GaAs等III-V化合物薄膜电池的制备主要采用MOVPE和LPE技术,其中MOVPE方法制备GaAs薄膜电池受衬底位错,反应压力,III-V比率,总流量等诸多参数的影响。

GaAs(砷化镓)光电池大多采用液相外延法或MOCVD技术制备。

用GaAs作衬底的光电池效率高达29.5%(一般在19.5%左右) ,产品耐高温和辐射,但生产成本高,产量受限,目前主要作空间电源用。

以硅片作衬底,MOCVD技术异质外延方法制造GaAs电池是降用低成本很有希望的方法。

已研究的砷化镓系列太阳电池有单晶砷化镓,多晶砷化镓,镓铝砷--砷化镓异质结,金属-半导体砷化镓,金属--绝缘体--半导体砷化镓太阳电池等。

砷化镓材料的制备类似硅半导体材料的制备,有晶体生长法,直接拉制法,气相生长法,液相外延法等。

由于镓比较稀缺,砷有毒,制造成本高,此种太阳电池的发展受到影响。

除GaAs外,其它III-V化合物如Gasb,GaInP等电池材料也得到了开发。

1998年德国费莱堡太阳能系统研究所制得的GaAs太阳能电池转换效率为24.2%,为欧洲记录。

首次制备的GaInP电池转换效率为14.7%。

另外,该研究所还采用堆叠结构制备GaAs,Gasb电池,该电池是将两个独立的电池堆叠在一起,GaAs作为上电池,下电池用的是Gasb,所得到的电池效率达到31.1%。

砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转换效率可达28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光学带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热不敏感,适合于制造高效单结电池。

但是GaAs材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用GaAs电池的普及。

铜铟硒电池铜铟硒CuInSe2简称CIC.CIS材料的能降为1.leV,适于太阳光的光电转换,另外,CIS薄膜太阳电池不存在光致衰退问题。

因此,CIS用作高转换效率薄膜太阳能电池材料也引起了人们的注目。

CIS电池薄膜的制备主要有真空蒸镀法和硒化法。

真空蒸镀法是采用各自的蒸发源蒸镀铜,铟和硒,硒化法是使用H2Se叠层膜硒化,但该法难以得到组成均匀的CIS。

CIS薄膜电池从80年代最初8%的转换效率发展到目前的15%左右。

日本松下电气工业公司开发的掺镓的CIS电池,其光电转换效率为15.3%(面积1cm2) 。

1995年美国可再生能源研究室研制出转换效率17.l%的CIS太阳能电池,这是迄今为止世界上该电池的最高转换效率。

预计到2000年CIS电池的转换效率将达到20%,相当于多晶硅太阳能电池。

CIS作为太阳能电池的半导体材料,具有价格低廉,性能良好和工艺简单等优点,将成为今后发展太阳能电池的一个重要方向。

唯一的问题是材料的来源,由于铟和硒都是比较稀有的元素,因此,这类电池的发展又必然受到限制。

碲化镉太阳能电池CdTe是Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体,带隙1.5eV,与太阳光谱非常匹配,最适合于光电能量转换,是一种良好的PV材料,具有很高的理论效率(28%),性能很稳定,一直被光伏界看重,是技术上发展较快的一种薄膜电池。

碲化镉容易沉积成大面积的薄膜,沉积速率也高。

CdTe薄膜太阳电池通常以CdS /CdT e 异质结为基础。

尽管CdS和CdTe和晶格常数相差10%,但它们组成的异质结电学性能优良,制成的太阳电池的填充因子高达F F =0.75。

制备CdTe多晶薄膜的多种工艺和技术已经开发出来,如近空间升华、电沉积、PVD、CVD、CBD、丝网印刷、溅射、真空蒸发等。

丝网印刷烧结法:由含CdTe、CdS浆料进行丝网印刷CdTe、CdS 膜,然后在600~700℃可控气氛下进行热处理1h 得大晶粒薄膜. 近空间升华法:采用玻璃作衬底,衬底温度500~600℃,沉积速率10μm/min. 真空蒸发法:将CdTe 从约700℃加热钳埚中升华,冷凝在300~400℃衬底上,典型沉积速率1nm/s. 以CdTe 吸收层,CdS 作窗口层半导体异质结电池的典型结构:减反射膜/玻璃/(SnO2:F)/CdS/P-CdTe/背电极。

电池的实验室效率不断攀升,最近突16%。

20世纪90年代初,CdTe电池已实现了规模化生产,但市场发展缓慢,市场份额一直徘徊在1%左右。

商业化电池效率平均为8%-10%。

人们认为,CdTe薄膜太阳电池是太阳能电池中最容易制造的,因而它向商品化进展最快。

提高效率就是要对电池结构及各层材料工艺进行优化,适当减薄窗口层CdS 的厚度,可减少入射光的损失,从而增加电池短波响应以提高短路电流密度,较高转换效率的CdTe 电池就采用了较薄的CdS 窗口层而创了最高纪录。

要降低成本,就必须将CdTe 的沉积温度降到550 ℃以下,以适于廉价的玻璃作衬底;实验室成果走向产业,必须经过组件以及生产模式的设计、研究和优化过程。

近年来,不仅有许多国家的研究小组已经能够在低衬底温度下制造出转换效率12%以上的CdTe 太阳电池,而且在大面积组件方面取得了可喜的进展,许多公司正在进行CdTe薄膜太阳电池的中试和生产厂的建设。

有的已经投产。

在广泛深入的应用研究基础上,国际上许多国家的CdTe薄膜太阳电池已由实验室研究阶段开始走向规模工业化生产。

1998年美国的CdTe电池产量就为0.2MW,目前,美国高尔登光学公司(Golden Photo)在CdTe薄膜电池的生产能力为2MW,日本的CdTe电池产量为2.0MW。

德国ANTEC公司将在Rudisleben建成一家年产10MW的CdTe薄膜太阳电池组件生产厂,预计其生产成本将会低于$1.4/W。

该组件不但性能优良,而且生产工艺先进,使得该光伏组件具有完美的外型,能在建筑物上使用,既拓宽了应用面,又可取代某些建筑材料而使电池成本进一步降低。

BP Solar公司计划在Fairfield生产CdTe薄膜太阳电池。

而Solar Cells公司也将进一步扩大CdTe薄膜太阳电池生产。

CdTe薄膜太阳电池是薄膜太阳电池中发展较快的一种光伏器件。

美国南佛罗里达大学于1993年用升华法在1cm2面积上做出效率为15.8 %的太阳电池,随后,日本Matsushita Battery报道了CdTe基电池以CdTe作吸收层,CdS作窗口层的n-CdS/ P - CdTe半导体异质结电池,其典型结构为MgF2/玻璃/SnO2:F/ n-CdS/ P- dTe/背电极,小面积电池最高转换效率16%,成为当时CdTe 薄膜太阳能电池的最高纪录,近年来,太阳电池的研究方向是高转换效率,低成本和高稳定性.因此,以CdTe为代表的薄膜太阳电池倍受关注,Siemens报道了面积为3600cm2电池转换效率达到11.1%的水平。

美国国家可再生能源实验室提供了Solar Cells lnc的面积为6879cm2CdTe薄膜太阳电池的测试结果,转换效率达到7.7%;Bp Solar的CdTe薄膜太阳电池,面积为4540cm2,效率为8.4%,面积为706cm2的太阳电池,转换效率达到10.1%;Goldan Photon的CdTe太阳电池,面积为3528cm2,转换效率为7.7%。

碲化镉薄膜太阳电池的制造成本低,目前,已获得的最高效率为16%,是应用前景最好的新型太阳电池,它已经成为美、德、日、意等国研究开发的主要对象。

我国CdTe薄膜电池的研究工作开始于上世纪80年代初。

内蒙古大学采用蒸发技术、北京太阳能研究所采用电沉积技术(ED)研究和制备CdTe薄膜电池,后者研制的电池效率达到5.8%。

80年代中期至90年代中期,研究工作处于停顿状态。

90年代后期,四川大学太阳能材料与器件研究所在冯良桓教授的带领下在我国开展了碲化镉薄膜太阳电池的研究,在“九五”期间,承担了科技部资助的科技攻关计划课题:“Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体多晶薄膜太阳电池的研制”。

采用近空间升华技术研究CdTe薄膜电池,并取得很好的成绩。

最近电池效率已经突破13.38%,进入了世界先进行列。

“十五”期间,CdTe薄膜电池研究被列入国家高技术研究发展计划“863”重点项目。

经过多年几代科学工作者的不懈努力,我国正处于实验室基础研究到应用产业化的快速发展阶段,并计划建立年产量0.5MW的中试生产线。

CdTe薄膜太阳电池研究,由原来的只有内蒙古大学、四川大学、新疆大学等几家科研院所进行这方面的基础研究,到今年的四川阿波罗太阳能科技开发股份有限公司新型薄膜CdTe/CdS太阳能电池核心材料产业化,为期两年,将建设拥有年产碲化镉50吨的生产线、硫化镉10吨生产线,使我国在CdTe薄膜太阳电池产业化将得到长足发展,向世界领先水平迈进。

CdTe薄膜太阳电池较其他的薄膜电池容易制造,因而它向商品化进展最快。

已由实验室研究阶段走向规模化工业生产。

下一步的研发重点,是进一步降低成本、提高效率并改进与完善生产工艺。

CdTe太阳能电池在具备许多有利于竞争的因素下,但在2002年其全球市占率仅0.42﹪,目前CdTe电池商业化产品效率已超过10﹪,究其无法耀升为市场主流的原因,大至有下列几点:一、模块与基材材料成本太高,整体CdTe太阳能电池材料占总成本的53﹪,其中半导体材料只占约5.5﹪。

二、碲天然运藏量有限,其总量势必无法应付大量而全盘的倚赖此种光电池发电之需。

三、镉的毒性,使人们无法放心的接受此种光电池。

CdTe太阳能电池作为大规模生产与应用的光伏器件,最值得关注的是环境污染问题。

有毒元素Cd对环境的污染和对操作人员健康的危害是不容忽视的。

我们不能在获取清洁能源的同时,又对人体和人类生存环境造成新的危害。

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